CN1892212A - 原花青素的分析方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种对天然物质、饮食物、医药品和/或化妆品中含有的原花青素及黄烷－3－醇类进行定量的新方法。本发明提供一种对天然物质、饮食物、医药品和/或化妆品等分析样品中含有的原花青素(儿茶素n聚合体混合物的总称；n≥1)进行定量的方法，该方法含有：a)用色谱柱将影响原花青素、黄烷－3－醇类分析的杂质从分析样品中除去的前处理过程；b)将经上述a)前处理过程除去杂质后的处理溶液中的原花青素、黄烷－3－醇类用高效液相色谱法(HPLC)分离、定量的过程。

Description

原花青素的分析方法
技术领域
本发明涉及一种对天然物质、饮食物、医药品和/或化妆品中含有的原花青素及黄烷-3-醇类进行定量的方法。
背景技术
就原花色素(proanthocyanidin)(OPC)的功效而言，因其也存在于葡萄酒中，所以被认为是“法兰西奇迹”(French Paradox)的有效成分之一(1995，Clin.Chim.Acta.，235，207-219)，已知其具有抗氧化作用、末梢循环改善作用、血液流动性改善效果、肝功能改善效果(2004，Japan Food Science，403，1月号，40-45)、血小板凝集抑制效果(特表2003-527418)等。
目前已知的原花色素的分析方法有：质量分析检测器与高效液相色谱法联用(LC-MS)的反相HPLC(2003，Biosci.Biotechnol.Biochem.，67(5)，1140-1142)、LC-MS梯度洗脱正相HPLC(2003，J.Agric.FoodChem.，51，7513-7521)。但在任何一种分析方法中，茶、营养补充品中与其它成分混合的原花青素很难与杂质峰分离，因此难以说是准确的定量方法。而且，原花色素因其组成成分黄烷-3-醇类的立体异构而存在很多立体异构体，能够获得的作为标准物质的化合物有限，因此定量分析不可能除去一部分已知化合物。
[专利文献1]
日本特表2003-527418
[非专利文献1]
1995，Clin.Chim.Acta.，235，207-219
[非专利文献2]
2004，Japan Food Science，403，1月号，40-45
[非专利文献3]
2003，Biosci.Biotechnol.Biochem.，67(5)，1140-1142
[非专利文献4]
2003，J.Agric.Food Chem.，51，7513-7521
发明内容
人们渴望开发出一种可以在不受杂质干扰的情况下对含有原花青素(儿茶素n聚合体混合物的总称；n≥1)及黄烷-3-醇类的茶制品、天然物质、饮食物、医药品和/或化妆品中的原花青素及黄烷-3-醇类进行准确定量的新分析方法。因此，本发明提供一种对茶制品、天然物质、饮食物、医药品和/或化妆品中含有的原花青素及黄烷-3-醇类进行定量的新方法。
本发明人等为了解决上述问题进行了各种研究，结果发现：(a)用葡聚糖系或乙烯基聚合物系的树脂对分析样品进行前处理，从而除去用疏水性吸附树脂等无法分离的咖啡因等杂质，然后(b)将分离的原花青素及黄烷-3-醇类用高效液相色谱法分离、定量，从而可以不受杂质的影响对天然物质、饮食物中含有的原花青素及黄烷-3-醇类进行定量。
因此，本发明的方法是对分析样品中含有的原花青素及黄烷-3-醇类进行定量的方法，其含有以下过程。
a)用色谱柱将影响原花青素、黄烷-3-醇类分析的杂质从分析样品中除去的前处理过程。
b)将经上述a)前处理过程除去杂质后的处理溶液中的原花青素、黄烷-3-醇类用高效液相色谱法(HPLC)分离、定量的过程。
用本发明的方法定量的物质
用本发明的方法定量的物质可以是原花青素(儿茶素n聚合体混合物的总称；n≥1)及黄烷-3-醇类的任一物质。用本发明的方法定量的黄烷-3-醇类有：儿茶素、表儿茶素、没食子儿茶素、表没食子儿茶素、儿茶素-3-O-没食子酸酯、表儿茶素-3-O-没食子酸酯、没食子儿茶素-3-O-没食子酸酯、表没食子儿茶素-3-O-没食子酸酯，但不限于这些。用本发明的方法定量的原花青素有：原花青素B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8，但不限于这些。用本发明的方法定量的物质优选原花青素B1(PB1)和/或原花青素B3(PB3)，更优选PB1。
分析样品
作为本发明方法分析对象的分析样品是天然物质(葡萄籽、罗望子、苹果、树皮、松树皮的多酚、茶叶、可可等、和/或它们的处理物(提取物等))、饮食物、医药品、和/或化妆品等预计含有原花青素和/或黄烷-3-醇类的任意样品。作为本发明方法分析对象的分析样品，优选含有原花青素的茶饮料，更优选含有松树皮提取物的茶饮料。
前处理过程
用高效液相色谱法对分析样品中的原花青素及黄烷-3-醇类进行分析时，干扰分析的杂质有：咖啡因、可可碱等甲基黄嘌呤类；咖啡酸、香豆酸、阿魏酸等苯丙素类；黄酮类；黄酮醇类；以及它们的糖苷类。
尝试用反相(例如，C8或C18)载体对上述杂质与原花青素及黄烷-3-醇类的进行分离，结果发现：这些物质同时吸附于树脂上，而且同时洗脱，因此无法分离，或即使能分离也需要很长的分析时间。本发明人等对能够将这些杂质与原花青素及黄烷-3-醇类分离的条件进行了反复研究，结果成功地用含有极性有机溶剂的洗脱液通过凝胶过滤柱将这些杂质与原花青素及黄烷-3-醇类分离。因此，在本发明的方法中，前处理通过进行色谱柱分离可以使原花青素及黄烷-3-醇类与上述杂质分离。
在前处理中能使用的色谱柱的树脂有：葡聚糖系树脂(例如，Sephadex LH-20(日本国Amersham Biosciences株式会社))、亲水性乙烯基聚合物系凝胶过滤树脂(例如，TOYOPEARL HW40(日本国TOSOH株式会社)、TOYOPEARL HW-50(日本国TOSOH株式会社))，用这些树脂可以进行杂质与原花青素及黄烷-3-醇类的分离。此外，用填充色谱柱Superdex Peptide 10/300GL(日本国Amersham Biosciences株式会社)也可以进行同样的分离，当然不限于这些。
在前处理过程中，将分析样品负载于色谱柱上使杂质与原花青素及黄烷-3-醇类分离的洗脱溶剂，只要能分离即可，没有特殊限制，可以采用水和可溶于水的极性有机溶剂如乙醇、甲醇、乙腈、丙酮等的混合溶剂。作为可溶于水的极性溶剂，特别优选乙醇，例如，将分析样品负载于色谱柱上，用0％～20％的乙醇使杂质咖啡因洗脱，用20％～40％的乙醇使苯丙素类、黄酮类及黄酮醇类洗脱，最后，用60％～80％的乙醇使原花青素及黄烷-3-醇类洗脱，从而可以在不含杂质的情况下得到所需的原花青素及黄烷-3-醇类。
用高效液相色谱法分离、定量的过程
接着，将经前处理过程除去杂质后的处理溶液中的原花青素、黄烷-3-醇类用高效液相色谱法(HPLC)定量。分析中使用的色谱柱优选反相色谱柱，反相色谱柱可以用硅胶载体上化学键合了十八烷基的填料(ODS)、化学键合了丁基的填料(C4)、化学键合了辛基的填料(C8)、化学键合了苯基的填料(Ph)、化学键合了C30烷基链的填料(C30)、合成聚合物上键合了十八烷基的填料(ODP)、或反相合成聚合物载体(例如，Shodex Rspak DE系列(日本国昭和电工株式会社))、酰胺键合反相载体(例如，Ascentis RP-Amide(日本国SIGMA-ALDRICH Japan株式会社))，但不限于这些。
作为HPLC分析的流动相，可以用水和可溶于水的极性溶剂，例如，可以采用乙醇、甲醇、乙腈、丙酮等与水的混合比例是0％～100％的流动相。流动相呈酸性有利于要分离和分析的成分的稳定性，因此还可以是三氟乙酸(TFA)、甲酸、乙酸、三氯乙酸(TCA)、高氯酸等以0.001％～5％混合使用。优选0.05％～0.1％的TFA。
具体为，采用ODS色谱柱(Capcellpak C-18AQ(6mm×150mm、日本国资生堂株式会社))，A溶液为0.05％TFA/水，B溶液为0.05％TFA/90％乙腈/水，流速为1.2ml/分，进行B10％→B10％(10分)B10％→B35％(10分)的梯度洗脱，柱温为40℃。通过测定225nm处的吸光度(A225nm)进行检测，根据各个物质的峰面积，可以对原花青素及黄烷-3-醇类进行定量。可以用原花青素B1(PB1)(日本国FUNAKOSHI株式会社)及原花青素B3(PB3：按照下述实施例4的方法合成)作为原花青素的标准物质。PB1及PB3的结构式如图1所示。在上述条件下，PB1在10.7分、PB3在12.6分洗脱。黄烷-3-醇类的(-)-表儿茶素、(-)-表儿茶素-3-O-没食子酸酯、(-)-表没食子儿茶素、(-)-表没食子儿茶素-3-O-没食子酸酯、(+)-儿茶素、(-)-儿茶素-3-O-没食子酸酯、(+)-没食子儿茶素、(-)-没食子儿茶素-3-O-没食子酸酯从和光纯药工业株式会社购入。(-)-表儿茶素在17.6分、(-)-表没食子儿茶素在11.1分、(-)-表没食子儿茶素-3-O-没食子酸酯在18.2分、(+)-儿茶素在14.0分、(+)-没食子儿茶素在6.4分、(-)-没食子儿茶素-3-O-没食子酸酯在19.1分洗脱。但并不限于此分析条件，可以采用能定量的所有条件。
而且，在另外的方式中，本发明的方法还可以在用高效液相色谱法分离后再联用质量分析器进行分析。即，用LC-MS也可以对前处理后的样品进行定量。例如，在下述实施例6所示的条件下，可以进行LC-MS的分离和定量，但不限于这些。例如，用LC-MS只对二聚体的原花青素进行定量时，利用选择离子检测(SIM：selected ion monitoring)，根据m/z 579([M+H]+)离子的色谱图可以定量。当样品中含有的原花青素非常少时(等于或小于1ppm)，用LC-MS定量是很有效的分析手段。
本发明的方法能够使含有原花青素的茶制品、天然物质、饮食物和/或化妆品中含有的原花青素及黄烷-3-醇类与杂质分离，从而可以对上述茶制品等中含有的原花青素及黄烷-3-醇类进行分离、定量。因此，本发明的方法不分解茶制品、天然物质、饮食物、医药品和/或化妆品中的原花青素及黄烷-3-醇类而进行分析，是合适的方法。
附图说明
[图1]图1是原花青素B1及原花青素B3的结构式示意图。
[图2]图2是前处理过程中70％EtOH洗脱组分的HPLC色谱图。分析条件：HPLC装置：岛津LC-2010HT(日本国岛津制作所)；色谱柱：capcellpak C-18 AQ(6mm×150mm、日本国资生堂株式会社)；流动相：A溶液为0.05％TFA/水、B溶液为0.05％TFA/90％CH3CN/水；流速：1.2ml/分；洗脱梯度：B10％→B10％(10分)B10％→B35％(10分)；柱温：40℃；检测：A225nm。在此条件下，原花青素B1在10.7分、原花青素B3在12.6分、儿茶素在14.0分、表儿茶素在17.6分、没食子儿茶素在6.4分、表没食子儿茶素在11.1分、表没食子儿茶素-3-O-没食子酸酯在18.2分、没食子儿茶素-3-O-没食子酸酯在19.1分洗脱。
具体实施方式
下面，根据实施例，进一步具体地说明本发明。但是，本发明不限于实施例。
[实施例1]前处理条件的探讨
将含有原花青素B1(PB1)及咖啡因各20ppm的水溶液5ml负载于用水使干燥重量为0.25g的Sephadex LH-20(日本国Amersham Biosciences株式会社)溶胀后的色谱柱上，用2ml水洗净后，用20％、40％、60％、80％的EtOH各2ml洗脱。各洗脱组分在减压浓缩下浓缩后，装入2ml容量瓶中，将各洗脱组分供HPLC分析(分析条件在实施例3中记载)，进行咖啡因和PB1的定量。
[表1]
  提取液   咖啡因回收率   PB1回收率
  H2O非吸附H2O洗净20％EtOH40％EtOH60％EtOH80％EtOH   74％23％2.5％0％0％0％   0％0％0％0％49％27％
由此结果可知，咖啡因几乎被水(H2O)洗脱，而PB1被等于或大于60％的EtOH洗脱，两者可以分离。
[实施例2]茶制品的Sephadex LH-20前处理
将含有Flavangenol(来源于松树皮的原花青素)的茶制品5ml负载于用水使干燥重量为0.25g的Sephadex LH-20(日本国AmershamBiosciences株式会社)溶胀后的色谱柱上，用2ml水洗净后，用35％EtOH2ml、70％EtOH 4ml洗脱。70％EtOH洗脱组分在减压浓缩下浓缩后，装入2ml容量瓶中，将各洗脱组分供HPLC分析(分析条件在实施例3中记载)，进行咖啡因和PB1的定量。浓度换算成与原来的体积(5ml)相对应的浓度。
[表2]
  提取液   咖啡因浓度   PB1浓度
  H2O非吸附H2O洗净35％EtOH70％EtOH   100ppm9ppm0.2ppm0ppm   0ppm0ppm0.08ppm2.7ppm
水洗净使咖啡因几乎完全洗脱，然后用35％EtOH使苯丙素类和黄酮醇类洗脱，用70％EtOH使所需的原花青素及黄烷-3-醇类洗脱。
另外，也可以事先量取5ml茶制品，经冷冻干燥后，溶解于5ml水中使用。
[实施例3]用HPLC分离原花青素和黄烷-3-醇类
在下述条件，对Sephadex LH-20处理中分离的水、35％或70％EtOH洗脱组分、以及经前处理除去咖啡因等杂质后的样品溶液用HPLC进行分析。
分析条件为，色谱柱采用Capcellpak C-18 AQ(6mm×150mm、日本国资生堂株式会社)，A溶液为0.05％TFA/水、B溶液为0.05％TFA/90％CH3CN/水，流速1.2ml/分，进行B10％→B10％(10分)B10％→B35％(10分)的梯度洗脱。柱温为40℃，用A225nm的面积值定量。HPLC采用岛津LC-2010HT(日本国岛津制作所)。
在本条件下，原花青素B1在10.7分、原花青素B3在12.6分、儿茶素在14.0分、表儿茶素在17.6分、没食子儿茶素在6.4分、表没食子儿茶素在11.1分、表没食子儿茶素-3-O-没食子酸酯在18.2分、没食子儿茶素-3-O-没食子酸酯在19.1分洗脱，显示出良好的分离效果。(图2)
[实施例4]原花青素B3的合成
根据论文(J.C.S.Perkin I，1981，Jacobus J.Botha，et al.，1235-1245)，按照下述方法合成原花青素B3。
将(+)-花旗松素500mg溶解于乙醇50ml，加入NaBH4 200mg后，加入(+)-儿茶素1g，溶解后，再加入HCl搅拌1小时。用反相HPLC精制反应物，得到200mg原花青素B3。
[实施例5]前处理使用的树脂的探讨
将含有原花青素B1(PB1)及咖啡因各20ppm的水溶液2ml负载于用水使1ml TOYOPEARL HW-40(日本国TOSOH株式会社)平衡后的色谱柱上，用2ml水洗净后，用35％EtOH 2ml、70％EtOH 4ml洗脱，将各洗脱组分供HPLC分析，进行咖啡因和PB1的定量。
[表3]
  提取液   咖啡因回收率   PB1回收率
  H2O非吸附、洗净35％EtOH70％EtOH   97.3％2.5％0％   0％1.3％77％
由此结果可知，与Sephadex LH-20同样，咖啡因几乎被水(H2O)洗脱，而PB1被70％EtOH洗脱，两者可以分离。因此，本前处理方法是在葡聚糖系凝胶过滤树脂、亲水性乙烯基聚合物系树脂中均有效的方法。
[实施例6]用质量分析器定量
前处理后的样品用下述条件的LC-MS进行定量。
质量分析器采用Quattro micro(日本国日本Waters株式会社)，ESI正模式，在以下条件下测定。
[表4]
Cone voltage         35V
Collision energy     2eV
Capillary voltage    4000V
Source block Temp    80℃
Desolvation Temp     350℃
HPLC采用Aliance 2795(日本国日本Waters株式会社)。HPLC的条件如下所示。
色谱柱：Capcell pak C-18AQ(3mmφ×15cm、日本国资生堂株式会社)
流动相：A溶液：0.1％HCOOH/水、B溶液：90％CH3CN/0.1％HCOOH/水、流速0.2ml/分
洗脱梯度：B10％→B35％(7分)→B70％(3分)
在本条件下，PB1在7.3分、PB3在7.8分洗脱。利用选择离子检测(SIM：selected ion monitoring)，根据m/z 579([M+H]+)的色谱图中的面积，绘制校正曲线，进行定量。当样品中含有的原花青素非常少时(等于或小于1ppm)，用LC-MS定量是很有效的分析手段。

Claims (16)

1.对分析样品中含有的原花青素(儿茶素n聚合体混合物的总称；n≥1)及黄烷-3-醇类进行定量的方法，其含有以下过程：a)用色谱柱将影响原花青素、黄烷-3-醇类分析的杂质从分析样品中除去的前处理过程；b)将经a)前处理过程除去杂质后的处理溶液中的原花青素、黄烷-3-醇类用高效液相色谱法(HPLC)分离、定量的过程。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，杂质是以下物质组中的一种或多于一种：咖啡因、可可碱、苯丙素类、黄酮醇类、及它们的糖苷类。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，分析样品是含有原花青素的茶饮料。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，分析样品是含有松树皮提取物的茶饮料。
5.根据权利要求1～4任意一项所述的方法，其特征在于，在前处理过程中，用葡聚糖系或乙烯基聚合物系树脂的色谱柱。
6.根据权利要求1～5任意一项所述的方法，其特征在于，作为前处理过程中的条件，利用水/乙醇的混合液，从而将原花青素及黄烷-3-醇类与杂质分离。
7.根据权利要求1～6任意一项所述的方法，其特征在于，在前处理过程中，采用葡聚糖系树脂的色谱柱，用水平衡后，负载样品，用水和/或0％～40％乙醇洗脱杂质，然后用等于或大于60％的乙醇回收原花青素及黄烷-3-醇类。
8.根据权利要求1～5任意一项所述的方法，其特征在于，作为前处理过程中的条件，利用从水/甲醇的混合液、水/乙醇的混合液、水/乙腈的混合液、及水/丙酮的混合液中选择的混合液，从而将原花青素及黄烷-3-醇类与杂质分离。
9.根据权利要求1～8任意一项所述的方法，其特征在于，所述过程
b)中使用的高效液相色谱法的色谱柱是反相色谱柱。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，反相色谱柱具有从以下物质组中选择的填料：硅胶载体上化学键合了十八烷基的填料(ODS)、化学键合了丁基的填料(C4)、化学键合了辛烷基的填料(C8)、化学键合了苯基的填料(Ph)、化学键合了C30烷基链的填料(C30)、合成聚合物上键合了十八烷基的填料(ODP)、反相合成聚合物载体、及酰胺键合反相载体。
11.根据权利要求1～10任意一项所述的方法，其特征在于，所述过程b)的高效液相色谱法分离中使用的流动相是乙腈和/或水，所述乙腈和/或水分别含有或不含TFA(三氟乙酸)。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，流动相是乙腈和水，梯度洗脱，所述乙腈和水分别含有或不含TFA(三氟乙酸)。
13.根据权利要求1～10任意一项所述的方法，其特征在于，作为所述过程b)的高效液相色谱法分离中使用的流动相，其含有从以下物质组中选择的溶剂：甲醇、乙醇、乙腈、丙酮、及它们的混合溶剂。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在所述过程b)的高效液相色谱法分离中使用的流动相中，含有TFA(三氟乙酸)、甲酸、乙酸、TCA(三氯乙酸)、高氯酸。
15.根据权利要求1～14任意一项所述的方法，其特征在于，待定量的原花青素是原花青素B1(Procyanidin B1：PB1)。
16.根据权利要求1～15任意一项所述的方法，其特征在于，为了只对二聚体的原花青素进行定量，联用质量分析器。
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